AT511744B1

AT511744B1 - DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING A WORKPIECE

Info

Publication number: AT511744B1
Application number: AT11392011A
Authority: AT
Inventors: Reinhard Koll
Original assignee: Wfl Millturn Tech Gmbh & Co Kg
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2014-04-15
Also published as: EP2572826A1; AT511744A3; AT511744A2

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines in einer Werkzeugmaschine (3) über Spannmittel (4) um eine Solldrehachse (6) drehbar aufgespannten Werkstücks (2) mit einem in einer Aufspannung dem Werkstück (2) zustellbaren Werkzeug (9) gezeigt, bei dem unter Verwendung von Sensormessdaten eine Abweichung der Istdrehachse (17) des Werkstücks (2) gegenüber der Solldrehachse (6) der Werkzeugmaschine (3) bestimmt und diese Abweichung bei der Zustellung des Werkzeugs (9) zum Werkstück (2) zur Reduktion von Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück (2) berücksichtigt wird. Um hohe Bearbeitungsvorschriften erfüllen zu können, wird vorgeschlagen, dass am Werkstück (2) an seinen beiden Stirnseiten (20, 21) je ein Messmittel (18, 19) mit einer bekannten geometrischen Form befestigt wird und während der Bearbeitung des Werkstücks (2) Messdaten von diesen sich mit dem Werkstück (2) mitdrehenden Messmitteln (18, 19) aufgenommen werden, um über diese Messdaten und unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Form der Messmittel (18, 19) die Abweichung der Ist- zur Solldrehachse (17, 6) des aufgespannten Werkstücks (2) zu bestimmen und diese Abweichung bei der Zustellung des Werkzeugs (9) zum Werkstück (2) im Sinne einer Reduktion von Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück (2) zu berücksichtigen.The invention relates to an apparatus and a method for processing a workpiece (2) rotatably mounted on a machine tool (3) about a set rotational axis (6) with a tool (9) deliverable to the workpiece (2) in one clamping, in which, using sensor measurement data, a deviation of the actual rotational axis (17) of the workpiece (2) from the nominal rotational axis (6) of the machine tool (3) is determined and this deviation in the delivery of the tool (9) to the workpiece (2) for the reduction of shape - And / or position deviation on the workpiece (2) is taken into account. In order to meet high processing requirements, it is proposed that on the workpiece (2) at its two end faces (20, 21) each have a measuring means (18, 19) is fixed with a known geometric shape and during the processing of the workpiece (2) measurement data of these with the workpiece (2) co-rotating measuring means (18, 19) are recorded in order to use these measurement data and taking into account the known geometric shape of the measuring means (18, 19), the deviation of the actual to the desired rotational axis (17, 6) of To determine spanned workpiece (2) and to take into account this deviation in the delivery of the tool (9) to the workpiece (2) in the sense of a reduction of shape and / or position deviation on the workpiece (2).

Description

Bsterrescfödies KSiötiairt!: AT511 744B1 2014-04-15Bsterrescfödies KSiötiairt !: AT511 744B1 2014-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines in einer Werkzeugmaschine über Spannmittel um eine Solldrehachse drehbar aufgespannten Werkstücks mit einem in einer Aufspannung dem Werkstück zustellbaren Werkzeug, bei dem unter Verwendung von Sensormessdaten eine Abweichung der Istdrehachse des Werkstücks gegenüber der Solldrehachse der Werkzeugmaschine bestimmt und diese Abweichung bei der Zustellung des Werkzeugs zum Werkstück zur Reduktion von Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück berücksichtigt wird.Description: The invention relates to an apparatus and a method for processing a workpiece rotatably mounted in a machine tool by means of clamping means about a nominal axis of rotation with a tool deliverable in one clamping in which a deviation of the actual axis of rotation of the workpiece relative to the workpiece is determined using sensor measuring data Target rotational axis of the machine tool determined and this deviation is considered in the delivery of the tool to the workpiece for the reduction of shape and / or position deviation on the workpiece.

[0002] Um bei Werkstücken Form- und/oder Lageabweichungen verringern zu können, ist es bekannt (EP1663573B1), mit Hilfe eines Messverfahrens Abweichungen einer Istdrehachse des in ein Futter gespannten Werkstücks gegenüber der Solldrehachse der Spannmittel bzw. des Futters der Werkzeugmaschine zu bestimmen, und diese Abweichung bei der Bearbeitung des Werkstücks zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck wird vor der Bearbeitung des Werkstücks eine Taumelbewegung des gespannten Werkstücks gemessen, indem wenigstens zwei Sensoren an axial beabstandeten Stellen das zu schleifende Werkstück antasten. Zwar kann ein derartiges Verfahren die Nachteile einer unerwünschten dynamischen Verlagerung während der Dreheinspannung vermindern, die sich aufgrund der Bearbeitung durch das Werkzeug ergebenden Einflüsse kann solch ein Verfahren jedoch nicht berücksichtigen. Dies schon deshalb nicht, weil an der zu bearbeitenden Werkstückkontur gemessen wird, welche Kontur eine Unbekannte darstellt. Daraus ergibt sich eine systematische Messungenauigkeit, da Fehler in der Bewegung nicht eindeutig zur Geometrie oder der sich bewegenden Rotationsachse zugeordnet werden können.In order to reduce deformities in workpieces and / or position deviations, it is known (EP1663573B1) to determine with the aid of a measuring method deviations of an actual axis of rotation of the clamped workpiece in a feed against the desired rotational axis of the clamping means and the chuck of the machine tool, and to take this deviation into account when machining the workpiece. For this purpose, before the machining of the workpiece, a tumbling motion of the clamped workpiece is measured by at least two sensors at axially spaced locations touching the workpiece to be ground. While such a method may reduce the disadvantages of undesirable dynamic displacement during rotational clamping, the effects resulting from processing by the tool may not account for such a method. This is not the case, because it is measured on the workpiece contour to be machined which contour represents an unknown. This results in a systematic measurement inaccuracy, since errors in the movement can not be clearly assigned to the geometry or the moving axis of rotation.

[0003] Eine vergleichsweise hohe Reduktion von Form und/oder Lageabweichungen kann solch ein Bearbeitungsverfahren nicht gewährleisten. Außerdem ist solch ein Bearbeitungsverfahren durch eine Messung vor einer Bearbeitung des Werkstücks vergleichsweise zeitaufwendig und kann damit auch nachteilig hinsichtlich der Bedienung sein.A comparatively high reduction of shape and / or positional deviations can not guarantee such a processing method. In addition, such a machining method by measuring before machining the workpiece is relatively time consuming and thus may be disadvantageous in terms of operation.

[0004] Weiter ist aus dem Stand der Technik ein Messverfahren bekannt (DE2000005A1), bei dem der Messfehler durch Berücksichtigung der, in der Lagerung der Aufnahmeprismen auftretenden Fehler verringert wird. Zu diesem Zweck wird an den freien Werkstückenden je ein Messmittel mit einer bekannten geometrischen Form befestigt. Sensoren nehmen während der Drehung des auf Aufnahmeprismen gelagerten Werkstücks Messdaten von den sich mit dem Werkstück mitdrehenden Messmitteln auf. Mit Hilfe dieser Messdaten und unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Form der Messmittel werden Korrektursignale für die gemessene Kreisformabweichung bzw. Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück bestimmt. Ein loses Aufliegen eines Werkstücks auf Aufnahmeprismen ist womöglich für Messzwecke, nicht jedoch für Bearbeitungszwecke zur Reduktion einer Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück geeignet.Further, from the prior art, a measuring method is known (DE2000005A1), in which the measurement error is reduced by taking into account the errors occurring in the storage of the recording prisms. For this purpose, a measuring device with a known geometric shape is attached to the free workpiece ends. During the rotation of the workpiece mounted on receiving prisms, sensors record measurement data from the measuring means rotating with the workpiece. Correction signals for the measured circular deviation or shape and / or position deviation on the workpiece are determined with the aid of these measured data and taking into account the known geometric shape of the measuring means. Loose resting of a workpiece on receiving prisms is possibly suitable for measuring purposes, but not for processing purposes for reducing a shape and / or position deviation on the workpiece.

[0005] Zudem offenbart die DD288999A5, einen gemessenen Fehler, der an einer Stirnseite des eingespannten Werkstücks gemessen wird, zur Anstellung der Lünettenlagerung des Werkstücks zu verwenden.In addition, the DD288999A5 discloses to use a measured error, which is measured at an end face of the clamped workpiece, for the employment of the Lünettenlagerung of the workpiece.

[0006] Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Bearbeitungsverfahren zur Reduktion einer Form- und/oder Lageabweichung an einem Werkstück der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass damit höchsten geometrischen Anforderungen an ein damit bearbeitetes Werkstück entsprochen werden kann. Außerdem soll das Verfahren bedienungsfreundlich sein und dynamisch unerwünschten Änderungen von Prozessparametern entgegenwirken können.The invention has now taken on the task to improve a machining method for reducing a shape and / or positional deviation on a workpiece of the type described in such a way that the highest geometric requirements for a machined workpiece can be met. In addition, the method should be easy to use and can dynamically counteract unwanted changes in process parameters.

[0007] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass am Werkstück an seinen beiden Stirnseiten je ein Messmittel mit einer bekannten geometrischen Form befestigt wird und während der Bearbeitung des Werkstücks Messdaten von diesen sich mit dem Werkstück mitdrehenden Messmitteln aufgenommen werden, um über diese Messdaten und unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Form der Messmittel die Abweichung der Ist- zur Solldreh- 1 /11The invention solves the problem set by the fact that each measuring device is attached to the workpiece at its two end faces with a known geometric shape and recorded during the processing of the workpiece measurement data from this mitdrehenden with the workpiece measuring means to these measurement data and taking into account the known geometric shape of the measuring means, the deviation of the actual to the setpoint rotation 1/11

Bstefrekhsdiej KSiötiairt!: AT511 744B1 2014-04-15 achse des aufgespannten Werkstücks zu bestimmen und diese Abweichung bei der Zustellung des Werkzeugs zum Werkstück im Sinne einer Reduktion von Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück zu berücksichtigen.Bstefrekhsdiej KSiötiairt !: AT511 744B1 2014-04-15 axis of the clamped workpiece and to take account of this deviation when the tool is being delivered to the workpiece in order to reduce the deviation in shape and / or position of the workpiece.

[0008] Wird am Werkstück an seinen beiden Stirnseiten je ein Messmittel mit einer bekannten geometrischen Form befestigt, dann kann unabhängig von der zu bearbeitenden Werkstückseite eine Messmöglichkeit geschaffen werden, zumal selbst die Stirnseiten der Werkstücke, meist in einem Rohzustand vorliegend, für Messzwecke oftmals ungeeignet sind. Anhand dieser Messmittel kann nun auf einfache Verfahrensweise auf Abweichungen der Soll- gegenüber der Istdrehachse des gespannten Werkstücks, und zwar auch während der Bearbeitung des Werkstücks, rückgeschlossen werden. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass während der Bearbeitung des Werkstücks Messdaten von diesen sich mit dem Werkstück mitdrehenden Messmitteln aufgenommen werden, um über diese Messdaten und unter Berücksichtigung der bekannten geometrischen Form der Messmittel die Abweichung der Ist- zur Solldrehachse des aufgespannten Werkstücks zu bestimmen. Zu dieser Bestimmung der Abweichung sind verschiedenste Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann es ausreichen, über 5 Sensoren eine Verkippung der Werkstücksymmetrieachse (Istdrehachse) gegenüber der Solldrehachse der Spannmittel und damit solch eine Abweichung zu bestimmen. Wird nun diese Abweichung bei der Zustellung des Werkzeugs zum Werkstück im Sinne einer Reduktion von Form- und/oder Lageabweichung am Werkstück berücksichtigt, dann kann ein äußerst robustes Verfahren geschaffen werden, das neben einer umfassenden Berücksichtigung von Fehlereinflüssen auch besonders dynamisch auf unerwünschte Veränderungen der Prozessparameter reagieren kann. So kann beispielsweise mit einer Messung während der Bearbeitung eine dynamische Verlagerung der momentanen Drehachse zur Istdrehachse kompensiert werden, indem die Werkzeuganstellung entsprechend nachjustiert wird. Gegenüber dem Stand der Technik kann die Bearbeitung das Werkstück daher nicht nur nach höchsten geometrischen Anforderungen, sondern durch eine flexible Berücksichtigung von Abweichungen von Prozessparametern auch während dieser Bearbeitung vergleichsweise bedienungsfreundlich sein.If ever attached to the workpiece at its two end faces a measuring means with a known geometric shape, then regardless of the workpiece side to be machined a measurement possibility can be created, especially since the faces of the workpieces, usually present in a raw state, for measurement purposes often unsuitable are. On the basis of these measuring means, it is now possible to deduce a simple procedure for deviations of the nominal and actual axis of rotation of the clamped workpiece, and also during the machining of the workpiece. For this purpose it can be provided that, during the machining of the workpiece, measurement data are recorded by these measuring devices rotating with the workpiece in order to determine the deviation of the actual and desired rotational axes of the clamped workpiece via these measured data and taking into account the known geometric shape of the measuring means , Various methods of the prior art are known for this determination of the deviation. For example, it may be sufficient to determine over 5 sensors a tilt of the workpiece axis of symmetry (actual axis of rotation) with respect to the desired axis of rotation of the clamping means and thus such a deviation. Now, if this deviation in the delivery of the tool to the workpiece in terms of a reduction of shape and / or position deviation on the workpiece considered, then an extremely robust process can be created, which in addition to a comprehensive consideration of error influences also particularly dynamic to unwanted changes in the process parameters can react. Thus, for example, with a measurement during machining, a dynamic displacement of the current axis of rotation to the actual axis of rotation can be compensated by the tool adjustment is readjusted accordingly. Compared to the prior art, the machining can therefore be comparatively easy to use, the workpiece not only the highest geometric requirements, but also by a flexible consideration of deviations from process parameters during this processing.

[0009] Wird durch eine Durchgangsöffnung eines Drehfutters und/oder einer Arbeitsspindel des Spannmittels auf das Messmittel gemessen, dann kann die Bedienungsfreundlichkeit des Verfahrens noch weiter verbessert werden. Derartige meist für die Zuführung von Stangenmaterial vorgesehene Öffnungen bieten nämlich oftmals ausreichend Bewegungsfreiheit für eine Montage von Sensoren. Vorteilhaft kann weiter sein, dass dabei über solche Öffnungen die Sensoren bzw. auch das Messmittel während einer Aufspannung für Wartungs- und/oder Überprüfungszwecke zugänglich bleiben können.Is measured through a passage opening of a lathe chuck and / or a work spindle of the clamping means on the measuring means, then the ease of use of the method can be further improved. Such usually provided for the supply of rod material openings namely often provide sufficient freedom of movement for mounting sensors. It may be advantageous, furthermore, that the sensors or also the measuring means can remain accessible for maintenance and / or checking purposes via such openings during a clamping operation.

[0010] Um Taumelbewegungen besonders genau bestimmen zu können, kann vorgesehen sein, dass von einem Messmittel Messdaten zu zwei Koordinatenachsen des Werkstücks und vom anderen Messmittel Messdaten zu drei Koordinatenachsen des Werkstücks aufgenommen werden. Damit können die fünf Starrkörper Freiheitsgrade eindeutig bestimmt werden, wobei der Freiheitsgrad zur Rotation um die Istdrehachse vernachlässigt werden kann.In order to be able to determine tumbling movements particularly accurately, it can be provided that measurement data for two coordinate axes of the workpiece and from the other measuring means measurement data for three coordinate axes of the workpiece are recorded by a measuring means. Thus, the five rigid body degrees of freedom can be clearly determined, the degree of freedom can be neglected to rotate about the actual axis of rotation.

[0011] Eine besonders hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Istdrehachse und damit eine deutliche Verringerung der Form und/oder Lageabweichung am Werkstück können sich ergeben, wenn die Messdaten von einer wenigstens teilweise einer Kugelgeometrie folgenden geometrischen Form aufgenommen werden. Eine Kugelkalottenform konnte sich zusätzlich durch eine vereinfachte Montagemöglichkeit an der Stirnseite des Werkstücks auszeichnen, was der Bedienungsfreundlichkeit des Verfahrens förderlich sein kann.A particularly high accuracy in the determination of the actual axis of rotation and thus a significant reduction in the shape and / or positional deviation on the workpiece may result if the measurement data are taken up by a geometric shape following at least partially a spherical geometry. A Kugelkalottenform could also be characterized by a simplified mounting option on the front side of the workpiece, which can be beneficial to the ease of use of the process.

[0012] Ebenso kann eine einem Kreisring folgende Form zu präzisen Messergebnissen zur Istdrehachse führen, wenn beispielsweise über eine induktive Messung Messdaten aufgenommen werden. Ein standfestes Verfahren kann so geschaffen werden.Likewise, a shape following a circular ring can lead to precise measurement results for the actual axis of rotation if, for example, measurement data are recorded via an inductive measurement. A stable process can thus be created.

[0013] Spannt durch wenigstens eine mittige Öffnung am Messmittel ein Spannmittel das Werkstück, dann können trotz Messmittel an der Stirnseite des Werkstücks, bekannte Verfahrensschritte zum Aufspannen des Werkstücks verwendet werden. Das Verfahren zur Bearbei- 2/11Clamped by at least one central opening on the measuring means a clamping means the workpiece, then, despite measuring means on the front side of the workpiece, known method steps for clamping the workpiece can be used. The procedure for processing 2/11

SstefFwchisdies KSiÖitSttt AT511 744B1 2014-04-15 tung des Werkstücks wird daher in seiner Komplexität nicht erhöht, so dass trotz verbesserter Verfahrensergebnisse in der Reduktion von Form- und/oder Lageabweichungen ein bedienungsfreundliches Bearbeitungsverfahren bestehen bleiben kann.SstefFwchisdies KSiÖitSttt AT511 744B1 2014-04-15 complexity is therefore not increased, so that despite improved process results in the reduction of deviations in shape and / or position a user-friendly machining process can remain.

[0014] Vereinfachte Verfahrensverhältnisse in der Berücksichtigung der Werkzeuganstellung können sich weiter ergeben, wenn über wenigstens eine geometrische Unregelmäßigkeit an der geometrischen Form eines Messmittels eine Zuordnung der Messdaten zum Drehwinkel der Solldrehachse erfolgt. Eine Eichung der Werkzeugdrehstellung gegenüber der Messeinrichtung bzw. der lagespezifischen Messdaten der Sensoren gegenüber den jeweiligen Messmitteln kann damit vernachlässigt werden. Insbesondere eine Abflachung an der geometrischen Form eines Messmittels konnte besonders einfache Bedienungsverhältnisse ermöglichen. Außerdem kann solch eine Abflachung zur Selbstüberprüfung der Verfahrensparameter auch während der Bearbeitung des Werkstücks verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich daher hinsichtlich seiner Standfestigkeit gegenüber anderen Verfahren auszeichnen.Simplified process conditions in the consideration of the tool setting can continue to arise when at least one geometric irregularity in the geometric shape of a measuring means, an assignment of the measured data to the rotational angle of the desired axis of rotation takes place. A calibration of the tool rotational position relative to the measuring device or the position-specific measurement data of the sensors relative to the respective measuring means can thus be neglected. In particular, a flattening on the geometric shape of a measuring device could allow particularly simple operating conditions. In addition, such a flattening for self-checking of the process parameters can also be used during the machining of the workpiece. The method according to the invention can therefore be distinguished from other methods with regard to its stability.

[0015] Die Erfindung konnte sich besonders dann auszeichnen, wenn Messmittel mit einer geometrisch bekannten Form zur Reduktion der Form- und/oder Lageabweichung an einem Werkstück über eine Korrektur der Anstellung eines Werkzeugs an das Werkstück bei der Bearbeitung des in einer Werkzeugmaschine drehbar gespannten Werkstücks verwendet werden. Insbesondere dann, wenn mit Hilfe der an beiden Werkstückenden befestigten Messmittel die Abweichung einer Istdrehachse zu einer Solldrehachse des in der Werkzeugmaschine drehbar gespannten Werkstücks bestimmt wird.The invention could be particularly distinguished when measuring means having a geometrically known shape for reducing the shape and / or position deviation on a workpiece via a correction of the employment of a tool to the workpiece during the machining of a workpiece in a machine tool rotatably tensioned be used. In particular, if with the aid of the measuring means attached to both workpiece ends the deviation of an actual rotational axis to a nominal rotational axis of the workpiece rotatably tensioned in the machine tool is determined.

[0016] Die Erfindung hat sich außerdem die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks der eingangs geschilderten Art auf derart konstruktiv einfache Weise zu schaffen, dass damit standfest eine hohe Genauigkeit in der Reduktion einer Form- und/oder Lageabweichung sichergestellt werden kann. Außerdem soll die Vorrichtung robust gegenüber Parameterschwankungen sein.The invention has also set itself the task of creating a device for machining a workpiece of the type described in such a structurally simple manner that thus steadfast high accuracy in the reduction of a shape and / or position deviation can be ensured. In addition, the device should be robust to parameter variations.

[0017] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung dadurch, dass die Messeinrichtung wenigstens zwei Messmittel mit einer der Steuereinrichtung bekannten geometrischen Form umfasst, wobei an beiden Stirnseiten des Werkstücks wenigstens je ein Messmittel befestigt ist und die Sensoren von diesen Messmittel Messdaten aufnehmen, und dass die Steuereinrichtung mit diesen Sensoren zur Aufnahme von Messdaten während der Bearbeitung des Werkstücks verbunden ist.The invention solves the problem with regard to the device in that the measuring device comprises at least two measuring means with a geometric shape known to the control device, wherein at least one measuring means is attached to both end faces of the workpiece and record the sensors of these measuring means, and that the control device is connected to these sensors for recording measurement data during machining of the workpiece.

[0018] Indem die Messeinrichtung wenigstens zwei Messmittel mit einer der Steuereinrichtung bekannten geometrischen Form umfasst, wobei an beiden Stirnseiten des Werkstücks je wenigstens ein Messmittel befestigt ist und die Sensoren von diesen Messmittel Messdaten aufnehmen, kann die Vorrichtung auf Bewegungseinschränkungen im Bearbeitungsbereich am Werkzeug verzichten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher jeglicher Anstellung des Werkzeugs genügen und damit ohne Einschränkungen in der Bearbeitungsmöglichkeit des Werkstücks ausgezeichnete Ergebnisse hinsichtlich einer Reduktion der Form- und/oder Lageabweichung gewährleisten. Zu diesem Zweck kann die Steuereinrichtung mit diesen Sensoren zur Aufnahme von Messdaten während der Bearbeitung des Werkstücks verbunden sein. Gegenüber dem Stand der Technik kann so eine besonders standfeste und konstruktiv einfache Vorrichtung ermöglicht werden, die höchste Ansprüche bei einer Reduktion von Form- und/oder Lageabweichungen am Werkstück erfüllen kann.By the measuring device comprises at least two measuring means with a geometric shape known to the control device, wherein at both end faces of the workpiece depending at least one measuring means is fixed and the sensors of these measuring means record data, the device can dispense with movement restrictions in the processing area on the tool. The device according to the invention can therefore satisfy any adjustment of the tool and thus ensure excellent results in terms of a reduction of the shape and / or position deviation without restrictions in the processing capability of the workpiece. For this purpose, the control device can be connected to these sensors for recording measurement data during the machining of the workpiece. Compared to the prior art, a particularly stable and structurally simple device can thus be made possible, which can meet the highest demands with a reduction of shape and / or position deviations on the workpiece.

[0019] Folgt wenigstens ein Messmittel mindestens teilweise einer Kugelform, kann damit nicht nur eine standfeste Messung der Istdrehachse des Werkstücks, sondern durch die vergleichsweise Unempfindlichkeit in der Anordnung des kugelförmigen Messmittels auch die Standfestigkeit der Vorrichtung erhöht werden.Follows at least one measuring means at least partially a spherical shape, thus not only a stable measurement of the actual axis of rotation of the workpiece, but by the relatively insensitivity in the arrangement of the spherical measuring means and the stability of the device can be increased.

[0020] Einfache Konstruktionsverhältnisse können sich ergeben, wenn ein Spannmittel durch eine Öffnung eines Messmittels das Werkstück spannt. Auf besondere Maßnahmen für Spannmittel kann daher verzichtet werden, und auf bekannte Spannmittel aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden, was eine besonders kostengünstige Vorrichtung schaffen kann. 3/11Simple construction conditions may arise when a clamping means biases the workpiece through an opening of a measuring means. On special measures for clamping means can therefore be omitted, and resort to known clamping means of the prior art, which can provide a particularly cost-effective device. 3.11

Bsterrescfödies KSiötiairt!: AT511 744B1 2014-04-15 [0021] In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen näher dargestellt. Es zeigen [0022] Fig. 1 eine abgerissene Seitenansicht einer Werkzeugmaschine mit aufgespanntemBsterrescfödies KSiötiairt !: In the figures, for example, the subject invention using exemplary embodiments is shown in more detail. FIG. 1 shows a torn off side view of a machine tool with a clamped-on. FIG

Werkstück, [0023] Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Fig. 1 auf das über eine Spitze aufgespannteWorkpiece, Fig. 2 is an enlarged view of Fig. 1 spanned over a tip

Werkstückende, [0024] Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Fig. 1 auf das im Futter aufgespannte andere Werkstückende, [0025] Fig. 4 [0026] Fig. 5 [0027] Fig. 6 eine Teilansicht auf ein aufgespanntes Werkstückende mit einem gegenüber Fig. 3 unterschiedlichen Messmittel, eine Ansicht nach V-V der Fig. 4 und eine abgerissene Seitenansicht zu einer nach Fig. 1 dargestellten alternativen Aufspannung.Fig. 3 shows an enlarged view of Fig. 1 on the other workpiece end clamped in the chuck, Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 6 a partial view of a clamped workpiece end with one opposite Fig. 3 different measuring means, a view according to VV of Fig. 4 and a torn-off side view of an alternative embodiment shown in FIG. 1.

[0028] Nach Fig. 1 ist beispielsweise eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung eines Werkstücks 2 dargestellt. Diese Vorrichtung 1 umfasst zum einen eine bekannte mehrachsige Werkzeugmaschine 3, die der Übersichtlichkeit halber lediglich teilweise dargestellt worden ist, und zum anderen ein Werkstück 2, das von der Werkzeugmaschine 3 bearbeitet werden soll, um damit beispielsweise Form- und/oder Lageabweichung zu verringern. Zu diesem Zweck ist das Werkstück 2 über Spannmittel 4 der Werkzeugmaschine 3 um eine Solldrehachse 6 drehbar aufgespannt. Die Werkzeugmaschine weist auch eine auf der Schlittenführung 7 des Gestells bewegliche Werkzeughalterung 8 auf, die ein Werkzeug 9 zur Bearbeitung des Werkstücks 2 trägt. Zur Regelung und/oder Steuerung der Anstellung des Werkszeugs 9 an das Werkstück 2 ist eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen. Diese Steuereinrichtung 10 kann nun entsprechend eventueller Bearbeitungsvorgaben eine Bearbeitung des Werkstücks 2 hinsichtlich Form- und/oder Lageabweichungen durchführen. Um beispielsweise eine Taumelbewegung 11 des Werkstücks 2 um die Solldrehachse 6 der Spannmittel 4, was beispielsweise aufgrund anisotroper Steifigkeitstensoren des Futters bzw. Drehfutters 5 des Spannmittels 4 entstehen kann, berücksichtigen zu können, ist der Vorrichtung 1 eine Messeinrichtung 12 zugeordnet. Sensoren 13, 14 der Messeinrichtung 12 nehmen nun Messdaten auf, die der Steuereinrichtung 10 über Datenleitungen 15, 16 übertragen werden. Unter Verwendung dieser Sensormessdaten kann nun in bekannter Weise (vgl. EP1663573B1) von der Steuereinrichtung eine Abweichung der Istdreh-achse 17 des Werkstücks 2 gegenüber der Solldrehachse 6 der Werkzeugmaschine 3 bestimmt und diese Abweichung bei der Zustellung des Werkzeugs 9 zum Werkstück 2 zur Reduktion von Form- und/oder Lageabweichungen am Werkstück 2 berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß erfolgt dies jedoch auch während der Bearbeitung des Werkstücks 2 durch das Werkzeug 9. Dies wird jedoch erst dadurch möglich, dass die Messeinrichtung 12 wenigstens zwei Messmittel 18, 19 mit einer der Steuereinrichtung 10 bekannten geometrischen Form umfasst, die an beiden Stirnseiten 20, 21 des Werkstücks 2 befestigt sind, und von denen die Sensoren 13, 13' bzw. 14, 14', 14" Messdaten aufnehmen.1, for example, a device 1 for processing a workpiece 2 is shown. This device 1 comprises on the one hand a known multi-axis machine tool 3, which has been shown only partially for the sake of clarity, and on the other a workpiece 2, which is to be processed by the machine tool 3, so as to reduce, for example, shape and / or positional deviation. For this purpose, the workpiece 2 is clamped rotatably about clamping device 4 of the machine tool 3 about a desired axis of rotation 6. The machine tool also has a tool holder 8 which is movable on the carriage guide 7 of the frame and which carries a tool 9 for machining the workpiece 2. To control and / or control the employment of the tool 9 to the workpiece 2, a control device 10 is provided. This control device 10 can now perform a processing of the workpiece 2 in terms of shape and / or position deviations according to any processing specifications. In order to be able to take into account, for example, a tumbling motion 11 of the workpiece 2 about the desired axis of rotation 6 of the clamping means 4, which may occur, for example, due to anisotropic stiffness tensors of the chuck or lathe chuck 5 of the clamping means 4, the device 1 is assigned a measuring device 12. Sensors 13, 14 of the measuring device 12 now record measurement data which are transmitted to the control device 10 via data lines 15, 16. Using this sensor measurement data, a deviation of the actual axis of rotation 17 of the workpiece 2 relative to the nominal axis of rotation 6 of the machine tool 3 can now be determined (see EP1663573B1) by the control device and this deviation during the delivery of the tool 9 to the workpiece 2 for the reduction of Form and / or position deviations are taken into account on the workpiece 2. According to the invention, however, this also takes place during the machining of the workpiece 2 by the tool 9. However, this is only possible because the measuring device 12 comprises at least two measuring means 18, 19 with a geometric shape known to the control device 10, on both end faces 20, 21 of the workpiece 2, and of which the sensors 13, 13 'and 14, 14', 14 " Record measured data.

[0029] Im Allgemeinen wird erwähnt, dass diese Messdaten Daten beinhalten können, die vom Abstand der Sensoren 13, 13' bzw. 14, 14', 14" zu den Messmitteln 18,19 eine Abhängigkeit aufweisen. Beispielsweise sind hierfür induktive Sensoren vorstellbar.In general, it is mentioned that this measurement data may include data that is different from the distance of the sensors 13, 13 'or 14, 14', 14 " have a dependence on the measuring means 18,19. For example, this inductive sensors are conceivable.

[0030] Über diese Daten kann nun in bekannter Weise die Bewegung der Messmitteln 18, 19 im Raum gegenüber den Sensoren 13,13' bzw. 14, 14', 14" festgestellt werden.About this data can now in a known manner, the movement of the measuring means 18, 19 in the space with respect to the sensors 13,13 'or 14, 14', 14 " be determined.

[0031] Sich mit dem Werkstück 2 mitdrehende Messmittel 17, 19 befinden sich außerhalb des Bearbeitungsbereichs, sodass das Werkstück 2 ohne Beeinträchtigungen in der Werkzeugführung bzw. -Zustellung bearbeitet werden kann. Bedienungsfreundlich kann so eine Form-und/oder Lageabweichung in besonders engen Grenzen gehalten werden.Co-rotating with the workpiece 2 measuring means 17, 19 are located outside the processing area, so that the workpiece 2 can be processed without affecting the tool guide or -Zustellung. Easy to use, so a shape and / or positional deviation can be kept within very narrow limits.

[0032] Um auf konstruktiv einfache Weise eine Zugänglichkeit des Messmittels 18 auch im Bereich eines Drehfutters 5 zu ermöglichen, wird die Durchgangsöffnung 22 des Futters 5 und 4/11In order to allow accessibility of the measuring means 18 in the region of a lathe chuck 5 in a structurally simple manner, the passage opening 22 of the chuck 5 and 4/11

Bsterrescfödies KSiötiairt!: AT511 744B1 2014-04-15 der Arbeitsspindel 23 des Spindelkastens 24 des Spannmittels 4 hierzu verwendet. Diese meist für Zuführzwecke von Stangenmaterial vorgesehene Öffnung 22 kann so auf elegante Weise auch für Messzwecke dienlich sein, wodurch der konstruktive Aufwand an der Werkzeugmaschine 3 gering bleiben kann. Die Sensoren 13, 13' der Messeinrichtung 12 werden nun durch die Durchgangsöffnung 22 über eine Messstange 25 gegenüber dem Messmittel 18 positioniert, um Messdaten aufnehmen zu können.Bsterrescfödies KSiötiairt !: AT511 744B1 2014-04-15 of the work spindle 23 of the headstock 24 of the clamping device 4 used for this purpose. This usually provided for Zuführzwecke of rod material opening 22 can be used in an elegant way for measurement purposes, whereby the design effort on the machine tool 3 can remain low. The sensors 13, 13 'of the measuring device 12 are now positioned through the passage opening 22 via a measuring rod 25 with respect to the measuring means 18 in order to be able to record measured data.

[0033] Nach Fig. 4 wird ein alternatives Messmittel 26 dargestellt. Hier ist das Messmittel 26 als magnetische Ringscheibe bzw. als eine einer Kreisringgeometrie 27 folgenden geometrischen Form ausgeführt. Zu diesem Zweck sind, wie insbesondere in Fig. 5 ersichtlich, zwei Sensoren 13 und 13' angeordnet, die an der Kante 28 des Kreisrings Abweichungen der Achsen 17 und 6 über induktive Änderungen am Sensorsignal erkennen können. Induktive Sensoren 13, 13' haben sich dabei für eine besonders genaue Messdatenerfassung ausgezeichnet.According to Fig. 4, an alternative measuring means 26 is shown. Here, the measuring means 26 is embodied as a magnetic annular disc or as a geometric shape following a circular ring geometry 27. For this purpose, as shown in particular in Fig. 5, two sensors 13 and 13 'are arranged, which can detect deviations of the axes 17 and 6 via inductive changes to the sensor signal at the edge 28 of the annulus. Inductive sensors 13, 13 'have distinguished themselves for a particularly accurate measurement data acquisition.

[0034] Wie der Fig. 5 weiter entnommen werden kann, weist das Messmittel 26 eine Abflachung 29 auf. Über die geometrische Unregelmäßigkeit dieses Messmittels 26 kann eine Zuordnung der Messdaten zum Drehwinkel der Solldrehachse 6 erfolgen. Eine ebenso vergleichsweise hohe Auflösung dieser Messung kann durch eine Kugelgeometrie 30 bzw. Kugelkalotte der Messmittel 18 und 19 nach den Figuren 1,2, 3 und 6 geschaffen werden.As can be further seen in FIG. 5, the measuring means 26 has a flattening 29. About the geometrical irregularity of this measuring means 26, an assignment of the measured data to the rotational angle of the desired axis of rotation 6 take place. An equally comparatively high resolution of this measurement can be provided by a spherical geometry 30 or spherical cap of the measuring means 18 and 19 according to FIGS. 1, 2, 3 and 6.

[0035] Vorteilhaft hinsichtlich einfacher Spannverhältnisse weist nach Fig. 2 das Messmittel 19 eine Öffnung 31 auf, durch die der Reitstock 32 das Werkstück 2 aufspannen kann. Der Dom 36 des Reitstocks 32 durchdringt zu diesem Zweck das Messmittel 19 und kann daher auch ungehindert auf das Werkstück 2 spannend wirken, was trotz des Messmittels 19, das an der Stirnseite 20 des Werkstücks 2 befestigt ist, eine standfeste Aufspannung ermöglicht.Advantageous in terms of simple clamping conditions, the measuring means 19 has an opening 31, through which the tailstock 32 can span the workpiece 2 of FIG. 2. The dome 36 of the tailstock 32 penetrates for this purpose the measuring means 19 and therefore can also act freely on the workpiece 2 exciting, which despite the measuring means 19 which is fixed to the end face 20 of the workpiece 2, a stable clamping.

[0036] Alternativ zur Aufspannung unter Verwendung eines Reitstocks 32 nach den Figuren 1 und 2 zeigt die Aufspannung nach Fig. 6 eine endseitige Abstützung durch eine Lünette 32. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass auch in der Aufspannung nach Fig. 1 Lünetten zur Abstützung des Werkstücks 2 denkbar sind, was nicht näher dargestellt worden ist. Außerdem kann die Aufspannung nach Fig. 6 auch mehrere Lünetten aufweisen, was ebenso nicht dargestellt wurde. Durch solch eine Abstützung ist es möglich, auf der Stirnseite 20 des Werkstücks 2 ein Messmittel 33 zu befestigen, das eine Form, wie das in Fig. 3 dargestellte Messmittel 18, aufweist. Es können daher zwei gleiche Messmittel verwendet werden, was das Verfahren vereinfachen kann. Außerdem kann sich eine Kugelkalottenform des Messmittels 33 hinsichtlich der Messgenauigkeit besonders auszeichnen, was einen vergleichsweise hohen Grad an Reduktion von Form- und Lageabweichungen am Werkstück 2 ermöglichen kann. Wie bereits von den Figuren 1 und 2 bekannt, werden Sensoren 14, 14', 14" gegenüber diesem Messmittel 33 positioniert. Zu diesem Zweck sind die Sensoren an einem Träger 34 befestigt, der über einen an der Schlittenführung 7 gelagerten Schlitten 35 gegenüber dem Werkstück 2 bzw. dem Messmittel 33 positioniert werden kann. Alternativ dazu kann der Träger 34 auch am Reitstock 32 oder am Spindelkasten 24 befestigt werden, was nicht näher dargestellt worden ist.As an alternative to clamping using a tailstock 32 according to FIGS. 1 and 2, the clamping according to FIG. 6 shows an end support by a steady rest 32. In general, it is mentioned that also in the clamping according to FIG. 1 lunettes for supporting the Workpiece 2 are conceivable, which has not been shown in detail. In addition, the clamping of Fig. 6 also have several lunettes, which was also not shown. By means of such a support, it is possible to fasten on the end face 20 of the workpiece 2 a measuring means 33 which has a shape, such as the measuring means 18 shown in FIG. It can therefore be used two identical measuring means, which can simplify the process. In addition, a spherical cap shape of the measuring means 33 can be particularly distinguished with regard to the measuring accuracy, which may allow a comparatively high degree of reduction of shape and position deviations on the workpiece 2. As already known from FIGS. 1 and 2, sensors 14, 14 ', 14 " positioned opposite this measuring means 33. For this purpose, the sensors are fastened to a carrier 34 which can be positioned relative to the workpiece 2 or the measuring means 33 via a carriage 35 mounted on the carriage guide 7. Alternatively, the carrier 34 can be attached to the tailstock 32 or the headstock 24, which has not been shown in detail.

[0037] Durch diese erfindungsgemäße Messung über am Werkstück 2, und zwar an seinen Stirnseiten 21,20, befestigten Messmitteln 18 bzw. 33 kann nun überraschend eine Zuordnung der dynamischen Verlagerung einerseits vom Drehfutter verursacht und andererseits zurückgehend auf eine Rundlaufabweichung der Lünette 32 erfolgen, wodurch eine erhebliche Verbesserung der Form und/oder Lageabweichungen am Werkstück 2 gewährleistet werden kann. 5/11By this measurement according to the invention on the workpiece 2, namely at its end faces 21,20, fixed measuring means 18 and 33 can now surprisingly an assignment of the dynamic displacement on the one hand caused by the lathe chuck and on the other hand, go back to a runout of the bezel 32 whereby a significant improvement in the shape and / or position deviations on the workpiece 2 can be ensured. 5/11

Claims

1. A method for machining a workpiece (2) rotatably mounted about a nominal axis of rotation (6) in a machine tool (3) with a tool deliverable to the workpiece (2) in one clamping operation (9), in which a deviation of the actual rotational axis (17) of the workpiece (2) from the nominal rotational axis (6) of the machine tool (3) is determined using sensor measurement data and this deviation in the delivery of the tool (9) to the workpiece (2) for the reduction of shape and / or position deviation on the workpiece (2) is taken into account, characterized in that the workpiece (2) at its two end faces (20, 21) each a measuring means (18, 19) is fixed with a known geometric shape and during the processing of the workpiece (2), measurement data of these measuring means (18, 19) rotating with the workpiece (2) is recorded in order to obtain these measured data and taking into account the known In the geometric shape of the measuring means (18, 19) the deviation of the actual to the desired rotational axis (17, 6) of the clamped workpiece (2) to determine and this deviation in the delivery of the tool (9) to the workpiece (2) in the sense of a reduction of form and / or position deviation on the workpiece (2) to be considered.

2. The method according to claim 1, characterized in that by a passage opening (22) of a lathe chuck (5) and / or a work spindle (23) of the clamping means (4) on the measuring means (18, 19) is measured.

3. The method of claim 1 or 2, characterized in that by a measuring means (18) measured data to two coordinate axes of the workpiece (2) and from the other measuring means (19) measured data to three coordinate axes of the workpiece (2) are added.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that measurement data of at least partially a ball geometry (30) following geometric shape, in particular Kugelkalottenform be included.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that measurement data of a at least partially a circular ring geometry (27) following geometric shape are recorded.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that by at least one central opening (31) on the measuring means (19) a clamping means, in particular a tailstock (32), the workpiece (2) biases.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that via at least one geometric irregularity, in particular a flattening (29), takes place on the geometric shape of a measuring means (26) an assignment of the measured data to the rotational angle of the desired axis of rotation (6).

8. Use of measuring means (18, 19) with a geometrically known shape for reducing the shape and / or positional deviation on a workpiece (2) via a correction of the employment of a tool (9) to the workpiece (2) during processing of in a machine tool (4) rotatably tensioned workpiece (2).

9. Use according to claim 8, characterized in that with the aid of, at both end faces (20, 21) fixed measuring means (18, 19), the deviation of an actual to a desired rotational axis (17, 6) of the in the machine tool (3 ) rotatably tensioned workpiece (2) is determined.

10. Apparatus for machining a workpiece (2) with clamping means (4) for clamping the workpiece (2) about a desired axis of rotation (6) with a movable tool holder (8) having a tool (9) for machining the workpiece (2) , with a control device (10) connected to the tool holder (8) for controlling the adjustment of the tool (9) to the workpiece (2) and with a sensor (13, 13 ', 14, 14', 14 ") / 11 Sifewföches pateaiamt AT511 744B1 2014-04-15 sender measuring device (12) for recording measured data, wherein the control device (10) is connected on the one hand to the measuring device (12) for determining a deviation of the actual rotational axis (17) of the workpiece (2) relative to the desired axis of rotation (6) using the measurement data of the sensors (13, 13 ', 14, 14', 14 ") and on the other hand with the tool holder (8) for correcting the delivery of the tool (2) according to the determined deviation between actual and target rotational axis (17, 6) is connected, d characterized in that the measuring device (12) comprises at least two measuring means (18, 19) with a geometric shape known to the control device (10), at least one measuring means (18, 18, 19) of the workpiece (2) being provided on each end face (20, 21) of the workpiece (2). 19), and the sensors (13, 13 ', 14, 14', 14 ") receive measurement data from these measuring means (18, 19), and in that the control device (10) is connected to these sensors (13, 13 ', 14 , 14 ', 14 ") for recording measurement data during machining of the workpiece (2).

11. The device according to claim 10, characterized in that lathe chuck (5) and / or work spindle (23) of the clamping means (4) has a passage opening (22) for the sensors (13, 13 ') for receiving measurement data from the relevant measuring means (18 ) exhibit.

12. The device according to claim 10 or 11, characterized in that at least one measuring means (18, 19) at least partially follows a spherical shape.

13. The apparatus of claim 10, 11 or 13, characterized in that at least one measuring means (26) is annular.

14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that a clamping means (4) through an opening (31) of a measuring means (19) biases the workpiece (2).

15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that a measuring means (26) has a flattening (29). 4 sheets of drawings 7/11